热力学第二定律：

1.两种表述：
（1）按传热的方向性表述：
①内容：热量不能自发地从低温物体传到高温物体
②含义：
a.热量会自发地从高温物体传到低温物体，在传递过程中不会对其他物体产生影响；
b.如果有其他作用，热量有可能从低温物体传到高温物体；
c.如果没有其他作用，热量不可能从低温物体传到高温物体
（2）按机械能与内能转化的方向性表述：
①内容：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响
②含义：
a.从单一热源吸收热量，一般来说只有部分转化为机械能，所以第二类永动机是不可能制成的；
b.机械能转化为内能是自然的，可以全部转化；
c.如果引起其他变化，可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
2.实质：这两种表述是等价的，都揭示了自然界的基本规律：一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，即一切与热现象有关的宏观的自然过程都是不可逆的
3.微观解释：
（1）微观意义：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
（2）熵：
①概念:物理学中用字母Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目，用字母S表示熵，有,式中k叫做玻尔兹曼常量
②熵增加原理:
a．内容：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。如果过程可逆，则熵不变；如果过程不可逆，则熵增加。
b．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展

热力学第二定律的理解及应用方法:

(1)传热的方向性。热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行(热量会自发地从高温物体传到低温物体)，但是向相反的方向却不能自发地进行。
(2)第二类永动机不可能制成。我们把没有冷凝器，只有单一热源，从单一热源吸收热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机称为第二类永动机。这表明机械能和内能的转化过程具有方向性：机械能可以全部转化成内能，内能却不能全部转化成机械能，而不引起其他变化。即热机的效率不可能达到100％。
(3)热力学第二定律的表述：
①热量不能自发地从低温物体传到高温物体(按传热的方向性表述)。
②不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响(按机械能和内能转化的方向性表述)。
③第二类永动机是不可能制成的。热力学第二定律使人们认识到：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，使得它成为独立于热力学第一定律的一个重要的自然规律。
(4)能量耗散。自然界的能量是守恒的，但是有些能量便于利用，有些能量不便于利用。很多事例证明，我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。

活塞类问题的解法:

 1．一般思路
(1)分析题意，确定对象：热学研究对象(一定质量的气体)；力学研究对象(活塞、缸体或系统)。
(2)分析物理过程，对热学对象依据气体实验定律列方程；对力学对象依据牛顿运动定律列方程。
(3)挖掘隐含条件，列辅助方程。
(4)联立求解，检验结果。
2．常见类型
(1)系统处于力学的平衡状态，综合利用气体实验定律和平衡方程求解。
(2)系统处于力学的非平衡状态，综合利用气体实验定律和牛顿运动定律求解。
(3)容器与封闭气体相互作用满足守恒定律的条件(如动量守恒、能量守恒、质量守恒等)时，可联立相应的守恒方程求解。
(4)多个相互关联的气缸分别密闭几部分气体时，可分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，列出相应的气体状态方程，再列出各部分气体压强之间及体积之问的关系式，联立求解。

变质量气体问题的处理方法:

气体三定律与气体的状态方程都强调“一定质量的某种气体”，即气体状态变化时，气体的质量不能变。用气体三定律与气体状态方程研究变质量气体问题时有多种不同的处理方法。
(1)口袋法：给初状态或者末状态补接一个口袋，把变化的气体用口袋收集起来，从而保证质量不变。
(2)隔离法：对变化部分和不变部分隔离．只对不变部分进行研究，从而实现被研究的气体质量不变。
(3)比较常数法：气体常数与气体质量有关，质量变化，气体常数变化；质量不变，气体常数不变。根据各个状态的已知状态参量计算出各个状态下的气体常数C，然后进行比较。
(4)利用推论法：气体的密度方程不要求质量恒定，可由此得到相应状态的密度，再结合体积等解决问题。也可利用分压定律来研究变质量气体的问题。具体来说，有以下四种典型的情景，可以通过选择适当的对象化变质量为定质量：
①充气问题
向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量问题，只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题。
②抽气问题
从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题。分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体看成整体来作为研究对象，质量不变，抽气过程中的气体可看成是等温膨胀过程。
③灌气问题
将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题。分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，将变质量问题转化为定质量问题。
④漏气问题
容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能用理想气体状态方程求解。如果选容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化，可用理想气体状态方程求解。